Skaper nye materialer like sterke som metall og like fleksible som plast

En gruppe amerikanske forskere har lykkes med å lage et nytt materiale som er like slitesterkt som metall, like gjennomsiktig som glass og like fleksibelt som plast, men som er fullstendig ufarlig for miljøet.

Med evnen til å huske form og selvtransformere når det stimuleres av varme, åpner dette nye flytende krystallmaterialet for en rekke fremtidige bruksområder - Foto: Jorge Vidal/Rice University

Arbeidet, publisert i det vitenskapelige tidsskriftet Nature Communications 22. juli, beskriver en ny biosynteseprosess der bakterier blir «instruert» til å lage cellulosefibre, det reneste biologiske materialet på planeten. De resulterende biomaterialarkene har en strekkfasthet på opptil 553 megapascal, som langt overgår strekkfastheten til konvensjonelle polymermaterialer.

Nye materialer fra bakterier og syntetisk biologi

Ifølge forskerteamet ledet av professor Muhammad Maksud Rahman (University of Houston) er det nye materialet laget av cellulose produsert av bakterier, men forskjellen er at cellulosefibrene ikke lenger er tilfeldig dannet, men er justert takket være et spesielt biologisk roterende system kalt en «roterende bioreaktor».

«Vi utviklet et roterende kulturkammer for å styre bakterienes bevegelse mens de produserer cellulose», sier MASR-student Saadi. «Å kontrollere vekstretningen øker materialets styrke betydelig, samtidig som mykheten, gjennomsiktigheten og fleksibiliteten til bioplast opprettholdes.»

Ikke bare er det mer holdbart, forskerteamet har også integrert bornitrid-nanolager med hell, noe som hjelper materialet med å lede varme tre ganger raskere enn kontrollprøven, noe som åpner for potensielle bruksområder innen elektronikk, termisk emballasje og energilagring.

Mange nyttige applikasjoner

I motsetning til tradisjonell syntetisk plast som forårsaker mikroforurensning og frigjør giftige stoffer som BPA og ftalater, er det nye materialet fullstendig biologisk nedbrytbart og kan enkelt tilpasses en rekke bruksområder som emballasje, tekstiler, byggematerialer, grønn elektronikk og batterier.

«Denne biosynteseprosessen er som å trene et team med disiplinerte bakterier», sammenligner Saadi. «Vi veileder dem i en bestemt retning, og derfra lager vi et produkt med de ønskede egenskapene.»

Med evnen til å huske form og selvtransformere når det stimuleres av varme, åpner dette nye flytende krystallmaterialet for en rekke fremtidige bruksområder. En av de forventede implementeringsretningene er myke roboter, fleksible maskiner som kan krype, skli og klemme seg gjennom smale hull uten behov for komplekse mekaniske strukturer.

Innen medisin kan dette materialet brukes til å lage stenter (blodkarstøtter) eller implanterbare enheter inne i kroppen, som har evnen til å utvide seg og endre form i henhold til temperatur eller biologiske forhold, noe som bidrar til å minimere invasivitet og øke behandlingseffektiviteten.

De er også lovende for bruksområder innen bøyelig elektronikk, smarte sensorer og selvutplasserende strukturer i rommet.

Tilbake til emnet

MINH HAI

Kilde: https://tuoitre.vn/tao-ra-vat-lieu-moi-ben-nhu-kim-loai-deo-nhu-nhua-2025072215151939.htm